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III- L’électrocardiographie

L’électrocardiographie ou électrocardiogramme est la technique d’enregistrement des courants électriques accompagnants les contractions du cœur. Elle est réalisée grâce à un électrocardiographe relié au patient par des électrodes. C’est une représentation graphique de l'activité électrique du cœur. Cette activité électrique est liée aux variations de potentiel électrique des cellules spécialisées dans la contraction (myocytes) et des cellules spécialisées dans l'automatisme et la conduction des influx. Elle est recueillie par des électrodes à la surface de la peau.

L'électrocardiogramme est le tracé papier de l'activité électrique dans le cœur. L'électrocardiographe est l'appareil permettant de faire un électrocardiogramme. L'électrocardioscope, ou scope, est un appareil affichant le tracé sur un écran.

C'est un examen rapide ne prenant que quelques minutes, indolore et non invasif, dénué de tout danger. Il peut être fait en cabinet de médecin, à l'hôpital, voire à domicile. Son interprétation reste cependant complexe et requiert une certaine expérience du médecin. Il permet de mettre en évidence diverses anomalies cardiaques et a une place importante dans les examens diagnostiques en cardiologie.

A- Utilisation médicale de l'ECG

1- Qu'est-ce qu'un bon ECG ?

Il doit comporter :

- Un tracé relativement long pour permettre de bien visualiser le rythme cardiaque,
- l'identité du patient,
- la date et l'heure du tracé, et éventuellement, les circonstances de ce dernier (, douleur, palpitations…),
- un calibrage correct : étalonnage de la vitesse de déroulement du papier de 25 mm/s et étalonnage en amplitude de 1 cm/mV. Ces deux informations sont systématiquement reportées sur le tracé, et l'étalonnage en amplitude est prouvé par un signal de calibration visible sur le tracé. Un bon étalonnage est indispensable à l'analyse du tracé. L'unité Ashmann est définie par 0,1 mV égale 0,04 s, qui correspond à un carré de 1 mm de côté. Toute modification d'étalonnage modifie l'amplitude des déflexions et rend l'ECG ininterprétable au regard des références classiquement utilisées.

2- Bases de l'interprétation d'un ECG

La lecture et l'interprétation d'un ECG requièrent une grande habitude qui ne peut être acquise par le médecin que par une pratique régulière.

Un ECG normal n'élimine en aucun cas une maladie du cœur tout comme un ECG anormal peut être également tout à fait anodin. Le médecin ne se sert de cet examen que comme un outil parmi d'autres, permettant d'apporter des arguments pour étayer son diagnostic.

Après les contrôles cités précédemment sur l'interprétabilité du tracé, l'analyse de l'ECG se poursuit par l'étude du rythme et de la fréquence cardiaque (nombre de QRS par unité de temps) :

Un rythme cardiaque normal est un rythme dit « sinusal » : l'activité cardiaque sous contrôle du nœud sinusal se caractérise par :

- un rythme régulier avec un espace R-R constant,
- la présence d'une onde P avant chaque QRS
- des ondes P d'axe et de morphologie (forme) normales,
- un intervalle PR constant.

Si le rythme est régulier, on peut déterminer une fréquence cardiaque qui est égale à l'inverse de l'intervalle R-R (multipliée par 60, pour être exprimée en nombre de pulsations par minute).

Le tracé électrique comporte plusieurs accidents répétitifs appelés « ondes », et différents intervalles entre ces ondes. Les principales mesures à effectuer lors de l'analyse d'un ECG sont celles de l'onde P, de l'espace PR, du complexe QRS, du délai d'inscription de la déflexion intrinsécoïde, la localisation du point J, de l'espace QT, du segment ST et enfin de l'onde T.

- L'onde P correspond à la dépolarisation (et la contraction) des oreillettes, droite et gauche. On analyse sa forme, sa durée (qui est de 0,08 à 0,1 seconde), son amplitude, son axe et sa synchronisation avec l'onde QRS.

- L'intervalle PR (ou PQ) est le temps entre le début de P et le début du QRS. Il est le témoin du temps nécessaire à la transmission de l'influx électrique du nœud sinusal des oreillettes au tissu myocardique des ventricules (conduction auriculo-ventriculaire). Sa durée normale, mesurée du début de l'onde P au début du complexe QRS est de 0,12 à 0,20 seconde. La durée de l'espace PR diminue lorsque la fréquence cardiaque augmente. Il est normalement isoélectrique.

- L'onde QRS (appelé aussi complexe QRS) qui correspond à la dépolarisation (et la contraction) des ventricules, droit et gauche. L'onde Q est la première onde négative du complexe. L'onde R est la première onde positive du complexe. L'onde S est la deuxième onde négative. Suivant sa forme, on parle ainsi d'aspect « QS », « RS », voire « RSR' » (pour une forme en M avec les deux sommets positifs). La forme et l'amplitude du QRS varient selon les dérivations (l’emplacement des électrodes) et selon l'éventuelle pathologie du muscle cardiaque. Le complexe QRS a une durée normale inférieure à 0,1 seconde, le plus souvent inférieur à 0,08 s.

- Le point J correspond au point de transition entre le complexe QRS et le segment ST. Il est normalement isoélectrique.

- Segment ST correspond au temps séparant le début de la dépolarisation ventriculaire représentée par le complexe QRS et le début de l'onde T. Le segment ST normal est isoélectrique du point J au début de l'onde T.

- Intervalle QT mesuré du début du QRS à la fin de l'onde T correspond à l'ensemble de la dépolarisation et de la repolarisation ventriculaire (temps de systole électrique). Sa durée varie en fonction de la fréquence cardiaque, il diminue quand la fréquence cardiaque augmente et augmente quand la fréquence cardiaque diminue. Son allongement voire son raccourcissement est lié dans certaines circonstances à l'apparition d'un trouble du rythme ventriculaire complexe nommé « torsades de pointes » potentiellement mortel.

- Onde T correspond à l'essentiel de la repolarisation (la relaxation) des ventricules, celle-ci commençant dès le QRS pour quelques cellules. Sa durée est de 0,20 à 0,25 secondes, l'analyse de sa durée est comprise dans l'analyse de la durée de l'intervalle QT. L'onde T est normalement pointue, asymétrique et ample dans la plupart des dérivations. Son amplitude dépend généralement celle de l'onde R qui la précède, elle est comprise entre 1/8 et 2/3 de celle de l'onde R et ne dépasse pas le plus souvent 10 mm.

- Onde T atriale est masquée par l'onde QRS et correspond à la repolarisation (la relaxation) des oreillettes. Celle-ci est négative.

- Onde U est une petite déflexion parfois observée après l'onde T, son origine est discutée.

En cas d'anomalie, le tracé doit être idéalement comparé avec un ECG ancien chez le même patient : Par exemple une repolarisation ventriculaire anormale n'a pas du tout la même signification si elle existe depuis plusieurs années que si elle est récente.

B- ECG normal

Caractéristiques d'un ECG dit normal :

- Rythme : sinusal (la majorité des complexes QRS sont commandées par une onde P issue du nœud sinusal)
- Onde P : durée < 0,12 s ; Amplitude < 0,25 mV
- Espace PR : isoélectrique ; entre 0,12 et 0,20 s
- Complexes QRS : Durée < 0,11 s
- Repolarisation : Point J et segment ST isoélectriques ; ondes T positives, asymétriques, d'axe proche de celui des QRS. Ondes U absentes ou inférieures aux ondes T. Intervalle QT prévu par la fréquence cardiaque.

De nombreuses variantes de la normale existent, et rendent l'interprétation difficile.

C- L’épreuve d’effort

L'épreuve d'effort, ou test d'effort, ou électrocardiogramme d'effort ou ergométrie, est un examen consistant à l'enregistrement d'un ECG durant le déroulement d'un exercice physique. Il permet d'aider au diagnostic d’une maladie coronarienne (maladie des artères coronaires).

Associé à la mesure et l'analyse à des volumes et débits ventilatoires. Il est alors utile dans l'évaluation de certaines maladies respiratoires ou métaboliques et permet également d'apprécier le comportement d'un sujet sportif ou non vis-à-vis de l'effort, ce qui peut permettre d'affiner l'entraînement sportif ou le réentraînement.

1) Matériels

A- ECG

- L'électrocardiographe peut être standard. Mais l'enregistrement d'un ECG sur un sujet en plein exercice physique contient de nombreux artéfacts, dus à la mobilisation du patient, à la grande amplitude respiratoire et à des problèmes d'adhérence des électrodes (sueur). L'appareil électrocardiographique est donc souvent muni de fonctionnalités permettant l'amélioration du signal électrique et de son interprétation :

- algorithme permettant le redressement de la ligne isoélectrique (limite l'aspect en « vagues ») ;

- moyennage sur quelques complexes successifs, permettant de diminuer ainsi le bruit, par essence aléatoire ;

- alarmes d'événements graves ;

- aide à la définition des critères de positivité.

B- L'appareil d'effort

L'ergomètre permet un effort gradué qu'on peut quantifier en paliers de puissance mesurée en watts. Il peut s'agir :

- D’un tapis roulant et inclinable : le patient marche sur ce dernier à une vitesse et à une inclinaison croissante définies suivant divers protocoles, l'un des plus employés étant celui dit de "Bruce". L'effort est alors relativement physiologique. Les contraintes articulaires sont faibles (sauf pour le dos). La montée en puissance est rapide dans la plupart des cas. Le patient est obligé de suivre le mouvement du tapis ce qui lui permet d'effectuer un plus grand effort s'il est peu motivé. En contrepartie, la surveillance du patient (tolérance à l'effort) doit être rigoureuse car il ne peut arrêter son effort de lui-même (risque de chute).

- d'un cyclo-ergomètre : le patient pédale à une vitesse constante mais un frein progressif est appliqué, rendant l'effort de plus en plus important. Les contraintes articulaires sont plus importantes (genoux, hanches). La montée en puissance reste faible, ce qui prolonge le test si le sujet est sportif. L'effort maximal est moindre chez le patient non motivé.

C- système de mesure de la pression artérielle

- d'un cyclo-ergomètre : le patient pédale à une vitesse constante mais un frein progressif est appliqué, rendant l'effort de plus en plus important. Les contraintes articulaires sont plus importantes (genoux, hanches). La montée en puissance reste faible, ce qui prolonge le test si le sujet est sportif. L'effort maximal est moindre chez le patient non motivé.

D- chariot d'urgence

Il doit comporter l'ensemble du matériel nécessaire à une réanimation cardio-pulmonaire.

2) Protocole

Le patient n'est pas à jeun. Il n'a pas besoin d'être hospitalisé. Il doit être informé de l'examen, de son intérêt et des risques de ce dernier (le cas échéant, il peut être amené à signer un formulaire d'acceptation).

L'examen se fait en présence d'un médecin ainsi que d'un assistant.

Le patient est torse nu et les électrodes de l'ECG sont mis en place après préparation de la peau (rasage, dégraissage). On préfère disposer les électrodes standards dans le dos, à la racine des membres, plutôt que sur ces derniers.

Un premier enregistrement de l'électrocardiogramme est fait au repos. Le patient débute alors son effort.

Ce dernier est poursuivi jusqu'à la survenue de l'un des critères suivants :

- épuisement musculaire ou essoufflement trop important ;
- fréquence cardiaque atteignant la fréquence maximale théorique (220 – âge du patient) ;
- apparition d'un critère de positivité : le plus commun est l'apparition d'un sous décalage du segment ST, horizontal ou descendant, dépassant un certain voltage ;
- apparition d'un trouble du rythme cardiaque grave ;
- apparition d'un malaise, d'une chute de la tension artérielle.

Le test d'effort permet d'aider au diagnostic des maladies des artères coronaires et de cibler l'intensité de réentraînement à l'effort optimal.

Comme tout test diagnostic, il comporte une sensibilité et une spécificité. Elles sont toutes deux proches de 70 % (certitude) pour l'épreuve d'effort. Les deux valeurs sont moindres chez la femme pour une raison qui reste inconnue.

Pour résumer, il ne sert pratiquement à rien de faire un test d'effort si on est quasi certain du diagnostic (ou de son absence), la probabilité d'avoir la maladie ne changeant que peu selon que le test est positif ou négatif. L'épreuve d'effort est surtout intéressante si on a une conviction intermédiaire : si le test est positif, la probabilité pour que le patient soit malade devient significative. Si le test est négatif, on peut éliminer la maladie avec une faible probabilité de se tromper.

En cas de positivité du test d'effort, le médecin peut :

- soit traiter directement par des médicaments : anti-angineux et lutter contre les facteurs de risque…
- soit confirmer le diagnostic par une coronarographie ce qui permet de faire un traitement ciblé : par médicament, par angioplastie coronaire ou par pontage aorto-coronarien.

3) Indications sportives

Dans le cadre de la médecine du sport, le test peut aider à définir les modalités d'un entraînement de haut niveau. Il peut être aidé par la mesure de l'évolution de la consommation maximale d'oxygène durant l'entraînement.